JP3417038B2

JP3417038B2 - シリコン基板のエッチング方法

Info

Publication number: JP3417038B2
Application number: JP04283994A
Authority: JP
Inventors: 峰一酒井; 毅深田; 幸彦谷澤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-03-14
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 2003-06-16
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JPH07249608A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シリコン基板のエッ
チング方法に係り、詳しくは、例えば、半導体圧力セン
サにおけるダイヤフラムを形成する際に使用されるシリ
コン基板のエッチング方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体圧力センサの製造に際し、
（１１０）面を用いたシリコン基板の一部に薄肉のダイ
ヤフラムを形成するときには、ＫＯＨによる異方性エッ
チングにて行っていた。即ち、（１１０）面のエッチン
グは時間管理のＫＯＨエッチングを行っていた。ところ
が、（１１０）面であるためエッチング面がギザギザに
なってしまい、センサ特性のバラツキを生じる。そのた
めにエッチング面を平坦化する必要があった。

【０００３】そこで、日本電装公開技報８８−００２の
ように、ダイヤフラム形成後のエッチング面に、スパッ
タ法により形成したＳｉＯ₂（ＳＰ−ＳｉＯ₂）膜を設
けるようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ＳＰ−ＳｉＯ₂膜を設けると、シリコン基板とは別の部
材が必要となるとともに工程数が増加してしまってい
た。又、（１１０）面をエッチングするために、（１０
０）面のエッチングのように電気化学エッチングを用い
てもエッチング面がギザギザになってしまっていた。

【０００５】そこで、この発明の目的は、（１１０）面
のシリコンにおけるエッチング面を容易に平坦化できる
シリコン基板のエッチング方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ＰＮ接合を有する（１１０）面のシリコン基板をア
ルカリ異方性エッチング液を用いて電気化学エッチング
するに際し、ＰＮ接合を形成する一方の面からエッチン
グを開始し、ＰＮ接合部におけるエッチング面上での陽
極酸化膜形成とその酸化膜エッチングとが平衡状態とな
り前記エッチング面に凹凸が存在する時点から所定時間
が経過した時に電圧印加を終了させるようにしたシリコ
ン基板のエッチング方法をその要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における前記平衡状態となった時点は、通電電流
を検出してその電流のピーク後の一定電流への変曲点で
あるシリコン基板のエッチング方法をその要旨とする。

【０００８】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明における前記変曲点は、ピーク電流検出後の所定
時間が経過した時であるとみなすものであるシリコン基
板のエッチング方法をその要旨とする。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における前記所定時間を５分以上とするシリコン
基板のエッチング方法をその要旨とする。請求項５に記
載の発明は、ＰＮ接合を有する（１１０）面のシリコン
基板をアルカリ異方性エッチング液を用いて電気化学エ
ッチングするに際し、ＰＮ接合を形成する一方の面から
エッチングを開始し、ＰＮ接合部におけるエッチング面
上での陽極酸化膜形成とその酸化膜エッチングとが平衡
状態となった時点から所定時間が経過した時に電圧印加
を終了させるようにし、前記平衡状態となった時点から
所定時間における電圧印加は交流波によるものであるシ
リコン基板のエッチング方法をその要旨とする。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明における前記交流波の周期はアルカリ異方性エッ
チング液によりエッチング面での陽極酸化膜が全て除去
されるに要する時間であるシリコン基板のエッチング方
法をその要旨とする。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明は、ＰＮ接合を形成する
一方の面からエッチングが開始され、ＰＮ接合部におけ
るエッチング面上での陽極酸化膜形成とその酸化膜エッ
チングとが平衡状態となった時点から所定時間（例え
ば、図４においてＴで示す時間）が経過した時に電圧印
加が終了させられる。その結果、ＰＮ接合部におけるエ
ッチング面での陽極酸化膜形成とその酸化膜エッチング
とが平衡状態となった時点では、エッチング面に凹凸が
あるが、その後の電圧印加によりエッチング面が平坦化
される。これは、エッチング面の凹凸部において凹部の
陽極酸化膜はエッチングされにくく凸部の陽極酸化膜が
エッチングされて、凸部のシリコンが除去されていくた
めと考えられる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の作用に加え、平衡状態となった時点は、通電電
流を検出してその電流のピーク後の一定電流への変曲点
であるとされる。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明の作用に加え、変曲点は、ピーク電流検出後の所
定時間（例えば、図４においてＴａで示す時間）が経過
した時であるとみなされる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明の作用に加え、所定時間が５分以上とされる。請
求項５に記載の発明は、平衡状態となった時点から所定
時間における電圧は交流波にて印加され、エッチング面
の平坦化が促進される。これは、エッチング面の凸部の
陽極酸化膜が選択的にエッチングされ、凸部のシリコン
が除去されるためと考えられる。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の発明の作用に加え、交流波の周期はアルカリ異方性エ
ッチング液によりエッチング面での全ての陽極酸化膜が
除去されるに要する時間とされる。

【００１６】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明を具体化した第１実施例
を図面に従って説明する。

【００１７】本実施例はピエゾ抵抗層を用いた半導体圧
力センサに具体化したものである。図１には、シリコン
ウェハ１にダイヤフラムを形成するための電気化学エッ
チング装置の概略図を示す。まず、シリコンウェハ１に
ついて説明する。Ｐ型（１１０）面方位のシリコン基板
２にはその一面にＮ型エピタキシャル層３が形成されて
いる。Ｎ型エピタキシャル層３にはＰ⁺型不純物拡散層
４が形成され、このＰ⁺型不純物拡散層４が歪みを感知
するためのピエゾ抵抗となる。又、Ｎ型エピタキシャル
層３にはＮ⁺型不純物拡散層５が形成され、このＮ⁺型
不純物拡散層５によりＮ型エピタキシャル層３にオーム
性接触がとられる。さらに、Ｎ型エピタキシャル層３の
表面にはシリコン酸化膜６が形成されている。Ｐ⁺型不
純物拡散層４およびＮ⁺型不純物拡散層５がアルミ７，
８にてシリコン酸化膜６の表面側に電気的に引き出され
ている。

【００１８】又、シリコン基板２におけるＮ型エピタキ
シャル層３の無い面には、ダイヤフラムを形成しない領
域にマスク材９が形成されている。このようなシリコン
ウェハ１が用意されている。そして、このシリコンウェ
ハ１は白金電極１２を挟んだ状態にてセラミックス製支
持基板１１に固定されている。シリコンウェハ１のエッ
チングを行わない面（Ｎ型エピタキシャル層３形成面）
は樹脂ワックス１０にて保護されている。又、白金電極
１２はアルミ８と接触している。即ち、白金電極１２は
アルミ８およびＮ⁺型不純物拡散層５を介してＮ型エピ
タキシャル層３と電気的接触がとられ、電気化学ストッ
プエッチングが行われるようになっている。

【００１９】一方、容器１３内にはアルカリ異方性エッ
チング液としてのＫＯＨ水溶液（３３ｗｔ％，８２℃）
１４が満たされている。容器１３内のＫＯＨ水溶液１４
には、前述したシリコンウェハ１が浸漬されるととも
に、このシリコンウェハ１と対向するように白金電極板
１５が配置されている。

【００２０】そして、シリコンウェハ１の白金電極１２
と白金電極板１５との間に、定電圧電源（２ボルト）１
６と電流計１７と接点１８とが直列接続されている。
又、コントローラ１９には開始スイッチ２０と電流計１
７と接点１８とが接続されている。そして、接点１８の
閉路により定電圧電源（２ボルト）１６にてシリコンウ
ェハ１と白金電極板１５とに電位差が加えられる。この
とき、電流計１７によりシリコンウェハ１から白金電極
板１５へ流れる電流が検出される。コントローラ１９は
開始スイッチ２０からの信号によりエッチングの開始を
検知するととともに電流計１７からの信号により通電電
流を検知する。さらに、コントローラ１９は接点１８を
開閉駆動するようになっている。コントローラ１９はマ
イコンを中心に構成されている。

【００２１】コントローラ１９は、図２，３の処理を実
行する。この処理を図４のタイムチャートに基づき説明
する。尚、図４の縦軸は通電電流値および接点１８の開
閉状態をとっている。

【００２２】まず、コントローラ１９は、開始スイッチ
２０からエッチング開始信号を入力すると、図２の処理
を起動する。コントローラ１９は、ステップ１０１で接
点１８を閉じ、ステップ１０２でフラグＦ１およびＦ２
を「０」にする。さらに、コントローラ１９は、ステッ
プ１０３で電流計１７による今回の電流値Ｉ_iを読み込
み、ステップ１０４で今回の電流値Ｉ_iと前回の電流値
Ｉ_i-1の差ΔＩ_i（＝Ｉ_i−Ｉ_i-1）を算出する。

【００２３】そして、コントローラ１９は、ステップ１
０５で通電電流の変化率ΔＩ_iが正から負に反転したか
否か判定する。即ち、図４で通電電流値がピーク（図４
でｔp のタイミング）となったか否か判断する。コント
ローラ１９は、通電電流の変化率ΔＩ_iが正から負に反
転していないとステップ１０３に戻り、通電電流の変化
率ΔＩ_iが正から負に反転するとステップ１０６でフラ
グＦ１を「１」に設定する。

【００２４】又、コントローラ１９は、所定時間毎に図
３の割り込み処理を実行する。コントローラ１９はステ
ップ２０１でフラグＦ２が「０」か否か判定し、当初Ｆ
２＝０なので、ステップ２０２に移行する。コントロー
ラ１９はステップ２０２でフラグＦ１が「１」か否か判
定し、当初Ｆ１＝０なのでリターンする。

【００２５】そして、コントローラ１９は通電電流値が
ピーク（図４でｔp のタイミング）となりＦ１＝１とな
ると、ステップ２０２からステップ２０３に移行する。
そして、コントローラ１９はステップ２０３で通電電流
の変化率ΔＩ_iが「０」になったか否か判定し、図４で
のｔp 〜ｔ2 の期間ではΔＩ_iが負となりΔＩ_i≠０な
のでリターンする。

【００２６】その後、コントローラ１９は通電電流の変
化率ΔＩ_iが「０」になると（図４でｔ2 のタイミン
グ）、ステップ２０４でフラグＦ２を「１」に設定す
る。さらに、コントローラ１９はステップ２０５でタイ
マをスタートさせ、このタイマによる通電電流の変化率
ΔＩ_iが「０」になってからの時間が所定時間Ｔ（本実
施例では、１０分）が経過したか否か判定する。コント
ローラ１９は当初はタイマによる時間が所定時間Ｔ、経
過していないのでリターンする。次回以後の処理におい
てはＦ２＝１となっているので、ステップ２０１→２０
５と進む。

【００２７】そして、ステップ２０５において所定時間
Ｔが経過すると（図４のｔ３のタイミング）、コントロ
ーラ１９はステップ２０６に移行して図１の接点１８を
開け通電を終了する。この通電終了に伴い直ちにＫＯＨ
水溶液１４からシリコンウェハ１を取り出して同シリコ
ンウェハ１を水洗する。これにより、電気化学エッチン
グが終了する。

【００２８】図４の通電電流値の挙動について説明する
と、通電開始後の第１領域ではＫＯＨとシリコンとの
化学反応によりＰ型シリコン基板２のエッチングが進行
する。これは、電圧がアルミ８に供給されているが、Ｐ
型シリコン基板２とＮ型エピタキシャル層３とによって
形成されるＰＮ接合によってシリコンウェハ１へ電流が
供給されないためである。次の第２領域ではピーク電
流をもつとともに、同領域では、Ｐ型シリコン基板２
の電気化学反応により陽極酸化が進行する。これは、シ
リコン基板２がエッチングされ、ＰＮ空乏層がＫＯＨ水
溶液１４に接触することにより電流が流れ、シリコンが
酸化されるためである。さらに、第２領域で緩やかな
ピークをもつのは、シリコンウェハ１の厚みの面分布
（厚みのバラツキ）によるものである。

【００２９】次の第３領域におけるｔ２のタイミング
では、陽極酸化膜もエッチング速度が遅いとはいえエッ
チングされるため、陽極酸化膜のエッチングと生成とが
平衡となる。この時点では、図５に示すように、エッチ
ング面に凹凸が形成されている。さらに、本実施例で
は、このｔ２の時点よりもさらに１０分、ＫＯＨ水溶液
中で電圧印加を継続してオーバエッチングを行ってい
る。その結果、図６，７に示すように、エッチング面に
形成された凹凸における凸部の傾斜が緩やかになりダイ
ヤフラムのエッチング面が徐々に平滑となる。この状態
変化はエッチング部の断面写真により確認している。

【００３０】これは、次に述べる現象（メカニズム）に
よるものと考えられる。図５に示すように、エッチング
面には凹凸が形成されるが、凸部の陽極酸化膜と凹部の
陽極酸化膜との膜質が異なり、凹部の陽極酸化膜のエッ
チング速度よりも凸部の陽極酸化膜のエッチング速度の
方が速くなっている。そのために、凸部の陽極酸化膜の
エッチングが進み凸部のシリコンが露出してエッチング
が進行するためであろうと考えられる。

【００３１】このようにして図４の第２領域での通電
電流値のピーク後において第３領域での陽極酸化膜に
よる平衡電流への変曲点（ｔ２のタイミング）からオー
バエッチングを行い、所定時間Ｔ（＝１０分）が経過し
た時がエッチング終了時点となる。

【００３２】図８には、オーバエッチング時間とエッチ
ング面粗さの関係を示す。オーバエッチングを行わない
と、５μｍの粗さが存在したが、オーバエッチングを５
分以上行うと２μｍ以下の粗さとなり、さらに、１０分
以上行うと１μｍ以下の粗さとなる。このオーバエッチ
ング時間は、本実施例では１０分としたが、５分以上、
好ましくは１０〜６０分の範囲で行うのとよい。

【００３３】又、ＫＯＨによる異方性エッチングでは、
ＫＯＨ水溶液の濃度や温度やシリコンウェハの不純物濃
度等によりエッチング面の粗さは変化してしまいエッチ
ング面の平滑化を行うための管理が難しかったが、本実
施例ではオーバエッチング時間の設定のみでエッチング
面の一定の粗さ以下の平滑化を行うことができる。換言
すれば、ＫＯＨ水溶液の濃度や温度やシリコンウェハの
不純物濃度等の影響を受けることなく、エッチング面が
平滑となるのでＫＯＨ水溶液の管理を行いやすい。つま
り、ＫＯＨ水溶液は３３ｗｔ％，８２℃でなくてもよ
い。

【００３４】さらに、ダイヤフラム厚は、図７に示すよ
うに、（Ｎ型エピタキシャル層３の厚さ＋Ｐ型シリコン
基板２側に延びる空乏層の厚さ）にて決定されるので、
Ｎ型エピタキシャル層３の厚さ及び不純物濃度が規定さ
れれば印加電圧値を調整することによりダイヤフラム厚
を調整することができる。

【００３５】尚、エッチング開口面積が変化すれば、図
４の第１領域と第２領域の電流値は変化するが、電
流とエッチング時間との関係における波形は変化しな
い。よって、図４におけるｔ２、即ち、ΔＩ／Δｔ＝０
となったときを検知してオーバエッチング時間Ｔを設定
すればシリコンウェハ面内に均一に平滑なエッチング面
が得られる。

【００３６】このようにしてダイヤフラムが形成された
半導体圧力センサにおいては、ダイヤフラム面が平滑で
あるため圧力とセンサ出力との間の直線性に優れたもの
となる。つまり、エッチング面に粗さが存在するとダイ
ヤフラム厚が均一でないため圧力分布にバラツキが生じ
圧力とセンサ出力との間の直線性が悪くなる。

【００３７】このように本実施例では、ＰＮ接合を有す
る（１１０）面のシリコンウェハ１をＫＯＨ水溶液を用
いて電気化学エッチングするに際し、ＰＮ接合を形成す
る一方の面からエッチングを開始し、ＰＮ接合部におけ
るエッチング面上での陽極酸化膜形成とその酸化膜エッ
チングとが平衡状態となった時点（図４のｔ２のタイミ
ング）から所定時間Ｔ（１０分）が経過した時に電圧印
加を終了させるようにした。その結果、ＰＮ接合部にお
けるエッチング面での陽極酸化膜形成とその酸化膜エッ
チングとが平衡状態となった時点では、エッチング面に
凹凸があるが、その後の電圧印加によりエッチング面が
平坦化される。このように、日本電装公開技報８８−０
０２のようにＳＰ−ＳｉＯ₂膜を設けることなく、電気
化学エッチングを用いて、（１１０）面のシリコンにお
けるエッチング面を容易に平坦化できることとなる。

【００３８】又、平衡状態となった時点は、通電電流を
検出してその電流値のピーク後の一定電流への変曲点と
したので、正確に平衡状態となった時点を検出できる。
さらに、所定時間Ｔ（オーバエッチング時間）を５分以
上としたので確実にエッチング面の表面粗さを２μｍ以
下に平坦化することができる。

【００３９】次に、本実施例の応用例を説明する。図２
でのステップ１０６において、所定時間Ｔｏ（図４に示
す）が経過したか否か判断して通電電流のピーク時点か
らＴｏ経過後に電圧印加を終了してもよい。つまり、通
電電流ピーク後の一定電流への変曲点となる時間Ｔａを
予め実験的に求めておき、ピーク電流検出後の所定時間
Ｔａが経過した時を変曲点とみなす。そして、通電電流
ピーク後において時間Ｔｏ（＝Ｔａ＋Ｔ）が経過したと
き電圧印加を終了する。

【００４０】このようにすることにより、通電電流ピー
ク後の一定電流への変曲点を検出する必要がないため、
コントローラ１９での演算処理を軽減できる。即ち、図
３のステップ２０３における一定電流への変曲点検出処
理が不要となるとともにフラグＦ１，Ｆ２も不要とな
り、コントローラ１９の演算負荷を軽減することができ
る。（第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。

【００４１】本実施例ではオーバエッチングの際の電圧
印加方法としてパルス電圧を印加している。以下、図
９，１０を用いて説明する。図９は第１実施例の図４に
対応するものであり、図１０は第１実施例の図３に対応
するものである。

【００４２】図１０において、コントローラ１９はステ
ップ２０３において陽極酸化膜形成と陽極酸化膜エッチ
ングとが平衡状態となると、ステップ２０４，２０５を
経てステップ２０７に移行する。コントローラ１９はス
テップ２０７で接点１８の開閉動作モードを設定する。
この開閉動作モードにおいては、コントローラ１９は図
９に示すように、接点１８を開閉動作する。このときの
接点１８の開時間ｔxと閉時間ｔy とは共に２．５秒で
あり、周期ｔz は５秒である。

【００４３】このようにすると、図１１（ａ）に示すよ
うに、エッチング面に三角形状の凹凸があり、陽極酸化
膜形成と陽極酸化膜エッチングとが平衡状態となった時
点では図１１（ｂ）に示すようにエッチング面における
三角形状の凹凸上に酸化膜が形成されている。そして、
接点１８の開時間ｔx においては図１１（ｃ）に示すよ
うに、ＫＯＨ水溶液により凸部上の陽極酸化膜のみが除
去され凸部のシリコンが露出し、図１１（ｄ）に示すよ
うに、露出した凸部のシリコンがエッチングされる。
又、接点１８の閉時間ｔy には凸部，凹部とも陽極酸化
膜が形成される。

【００４４】この動作の繰り返しにより、図１１（ｅ）
に示すように、平滑なエッチング面が得られる。このよ
うにオーバエッチングの際に接点１８を開閉操作するこ
とにより、第１実施例のように接点１８を閉じたままの
状態よりも速くエッチング面を平坦化することができ
る。即ち、第１実施例ではオーバエッチング時間Ｔを１
０分としていたが、本実施例では５分としている。

【００４５】ここで、なぜ、このようにオーバエッチン
グの際の印加電圧としてパルス波を用いるとエッチング
面の凸部のみが選択的にエッチングされるかについて述
べる。陽極酸化膜形成と陽極酸化膜エッチングとが平衡
状態となった時点での陽極酸化膜（厚さ１０Å程度）が
電圧印加を行わない状態においてＫＯＨ水溶液によって
全て除去されるのに要する時間をｔとすれば、ｔ／２程
度を接点１８の開状態とすることによりエッチング面で
の凸部の陽極酸化膜を選択的にエッチングできる。つま
り、凸部の陽極酸化膜と凹部の陽極酸化膜との膜質が異
なり凹部の陽極酸化膜に比べ凸部の陽極酸化膜の方がエ
ッチング速度が速い。そのため、接点１８の開時間ｔx
（電圧を印加しない時）には、エッチング速度が速い陽
極酸化膜を有する凸部がＫＯＨ水溶液により選択的にエ
ッチングされると考えられる。

【００４６】このように本実施例では、陽極酸化膜形成
と陽極酸化膜エッチングとが平衡状態となった時点（図
９のｔ２のタイミング）から所定の時間Ｔにおける電圧
印加としてパルス波（交流波）を加えるようにした。よ
って、エッチング面での平坦化が促進される。即ち、エ
ッチング面の凸部の陽極酸化膜が選択的にエッチングさ
れ、凸部のシリコンが除去される。その結果、第１実施
例のようにオーバエッチングの際に一定電圧を連続して
印加する場合に比べ、エッチング面をより速く平坦化す
ることができる。

【００４７】又、そのパルス波（交流波）の周期ｔz
を、ＫＯＨ水溶液によりエッチング面での陽極酸化膜が
完全に除去されるに要する時間としたので、確実に平坦
化を促進させることができる。

【００４８】次に、この第２実施例の応用例を図１２，
１３に示す。陽極酸化膜形成と陽極酸化膜エッチングと
が平衡状態となった後のオーバエッチングの際に、図１
２に示すように、正弦波を印加する。つまり、図１３に
示すように、定電圧電源（２ボルト）１６と正弦波発生
電源２１とを並列に接続しておき、コントローラ１９が
オーバエッチング時には切替えスイッチ２２を切り替え
てそれまでの定電圧供給状態から正弦波供給状態に切り
替える。

【００４９】又、オーバーエッチング時に加える電圧と
して正弦波の他にも、のこぎり波や三角波でもよい。
尚、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、例えば、エッチング液はＫＯＨ水溶液に限ることは
なく、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡ
Ｈ：（ＣＨ₃）₄ＮＯＨ）やエチレンジアミン等の他の
アルカリ異方性エッチング液でもよい。

【００５０】又、印加電圧は上記各実施例では２ボルト
であったが、０．７ボルト以上であればよい。さらに、
上記各実施例では半導体圧力センサのダイヤフラムを形
成する場合について説明したが、半導体加速度センサの
薄肉部（梁部）を形成する場合等に用いることができ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、（１１０）面のシリコンにおけるエッチン
グ面を容易に平坦化できる。又、請求項２に記載の発明
によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、正確に
平衡状態となった時点を検出できる。さらに、請求項３
に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に
加え、一定電流への変曲点を検出する必要がないので処
理を軽減できる。さらには、請求項４に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明の効果に加え、エッチング
面の表面粗さを２μｍ以下にすることが可能となる。
又、請求項５に記載の発明によれば、エッチング面をよ
り速く平坦化することができる。さらに、請求項６に記
載の発明によれば、請求項５に記載の発明の効果に加
え、確実に平坦化を促進させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の電気化学エッチング装置の概略図であ
る。

【図２】電気化学エッチング動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図３】電気化学エッチング動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図４】電気化学エッチング動作を説明するためのタイ
ムチャートである。

【図５】電気化学エッチング動作を説明するための断面
図である。

【図６】電気化学エッチング動作を説明するための断面
図である。

【図７】電気化学エッチング動作を説明するための断面
図である。

【図８】オーバエッチング時間とエッチング面の粗さと
の関係を示すグラフである。

【図９】第２実施例の電気化学エッチング動作を説明す
るためのタイムチャートである。

【図１０】第２実施例の電気化学エッチング動作を説明
するためのフローチャートである。

【図１１】第２実施例のエッチング面の断面図であっ
て、（ａ）〜（ｅ）はそのエッチング面の変化を示す断
面図である。

【図１２】第２実施例の応用例での印加電圧の波形図で
ある。

【図１３】第２実施例の応用例での電気化学エッチング
装置の概略図である。

【符号の説明】

１シリコンウェハ２Ｐ型シリコン基板３Ｎ型エピタキシャル層１４アルカリ異方性エッチング液としてのＫＯＨ水溶
液１７電流計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−318234（ＪＰ，Ａ) 特開平５−90244（ＪＰ，Ａ) 特開平４−267524（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/306,21/3063,21/308

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＰＮ接合を有する（１１０）面のシリコ
ン基板をアルカリ異方性エッチング液を用いて電気化学
エッチングするに際し、ＰＮ接合を形成する一方の面からエッチングを開始し、
ＰＮ接合部におけるエッチング面上での陽極酸化膜形成
とその酸化膜エッチングとが平衡状態となり前記エッチ
ング面に凹凸が存在する時点から所定時間が経過した時
に電圧印加を終了させるようにしたことを特徴とするシ
リコン基板のエッチング方法。
【請求項２】前記平衡状態となった時点は、通電電流
を検出してその電流のピーク後の一定電流への変曲点で
ある請求項１に記載のシリコン基板のエッチング方法。
【請求項３】前記変曲点は、ピーク電流検出後の所定
時間が経過した時であるとみなすものである請求項２に
記載のシリコン基板のエッチング方法。
【請求項４】前記所定時間を５分以上とする請求項１
に記載のシリコン基板のエッチング方法。
【請求項５】ＰＮ接合を有する（１１０）面のシリコ
ン基板をアルカリ異方性エッチング液を用いて電気化学
エッチングするに際し、ＰＮ接合を形成する一方の面からエッチングを開始し、
ＰＮ接合部におけるエッチング面上での陽極酸化膜形成
とその酸化膜エッチングとが平衡状態となった時点から
所定時間が経過した時に電圧印加を終了させるように
し、前記平衡状態となった時点から所定時間における電圧印
加は交流波によるものであることを特徴とするシリコン
基板のエッチング方法。
【請求項６】前記交流波の周期はアルカリ異方性エッ
チング液によりエッチング面での全ての陽極酸化膜が除
去されるに要する時間であることを特徴とする請求項５
に記載のシリコン基板のエッチング方法。